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近日，石化院成功研發(fā)了中國(guó)石油首套千瓦級(jí)固體氧化物燃料電池（SOFC）熱電聯(lián)供系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了發(fā)電效率≥40%、蒸汽效率≥25%、熱電綜合效率≥80%的性能指標(biāo)。該系統(tǒng)已經(jīng)開車成功并穩(wěn)定運(yùn)行超過1000小時(shí)，成為國(guó)內(nèi)首套高效發(fā)電、聯(lián)產(chǎn)蒸汽并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行的SOFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)。
SOFC是一種先進(jìn)的燃料電池技術(shù)，具有許多優(yōu)勢(shì)，包括發(fā)電效率高、燃料來(lái)源廣（如氫氣、天然氣、沼氣、生物質(zhì)氣、煉廠尾氣、工業(yè)馳放氣等燃料）、不使用貴金屬等。SOFC技術(shù)是中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要技術(shù)路線之一。
由于SOFC技術(shù)受限于高溫（650~900℃）運(yùn)行，工況復(fù)雜且多物理場(chǎng)耦合，因此對(duì)材料的性能要求很高。這種技術(shù)的研發(fā)難度遠(yuǎn)高于堿性、質(zhì)子交換膜等技術(shù)，目前僅在美國(guó)、日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家獲得推廣和應(yīng)用。
SOFC技術(shù)可以應(yīng)用于分布式熱電聯(lián)產(chǎn)、特定場(chǎng)景離網(wǎng)供電和煉化減碳等多場(chǎng)景中，與中國(guó)石油的業(yè)務(wù)有很大的協(xié)同效應(yīng)。例如，在煉化減碳方面，可以利用副產(chǎn)氫、催化干氣、加氫干氣等煉廠氫烴資源高效發(fā)電并聯(lián)產(chǎn)高溫蒸汽，從而提高煉化企業(yè)的電氣化率，降低用能碳排放強(qiáng)度。
石化院將其列為氫能領(lǐng)域的重要研發(fā)應(yīng)用方向，旨在發(fā)揮好SOFC技術(shù)與氫、電、熱等異質(zhì)能源之間的互聯(lián)互通作用，支撐集團(tuán)公司綠色低碳發(fā)展。
SOFC系統(tǒng)是電堆、重整器、燃燒器和換熱器等關(guān)鍵部件的高效集成，系統(tǒng)集成水平的高低是決定其能否發(fā)揮高效率優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。在國(guó)外技術(shù)封鎖，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈尚不完整的情況下，石化院SOFC團(tuán)隊(duì)立足中國(guó)石油綠色轉(zhuǎn)型的重大需求，勇往直前，攻克了許多技術(shù)難題，完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、安裝調(diào)試、優(yōu)化運(yùn)行等各項(xiàng)任務(wù)，成功試車千瓦級(jí)SOFC聯(lián)產(chǎn)蒸汽熱電聯(lián)供系統(tǒng)。
未來(lái)，石化院研發(fā)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)堅(jiān)持應(yīng)用導(dǎo)向，緊密結(jié)合工業(yè)副產(chǎn)氫、煉廠尾氣等氫烴資源高效利用，逐級(jí)研發(fā)示范大功率SOFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)，不斷提升新能源技術(shù)創(chuàng)新能力，推進(jìn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
